ข้อมูลสำหรับการศึกษาและทำความเข้าใจกับเส้นใยแก้วนำแสง เพื่อว่าจะได้เห็นข้อดีข้อเสีย รวมถึงแนวทางการนำมาประยุกต์ ในอาคารบ้านเรือน ที่อยู่อาศัย สำนักงาน อาคารอุตสาหกรรมต่าง ๆ ล้วนแล้วแต่ต้องใช้สายสัญญาณเพื่อเชื่อมโยงระบบสื่อสาร แต่เดิมสายสัญญาณที่นำมาใช้ได้แก่ สายตัวนำทองแดง
ปัจจุบันสายสัญญาณระบบสื่อสารมีความจำเป็นมากขึ้น โดยเฉพาะระบบการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์ และมีแนวโน้มที่จะรวมระบบสื่อสารอย่างอื่นประกอบเข้ามาในระบบ ด้วย เช่น ระบบเคเบิลทีวี ระบบโทรศัพท์ ระบบการบริการข้อมูลข่าวสารเฉพาะของบริษัท ผู้ให้บริการต่าง ๆ ความจำเป็นในลักษณะนี้จึงมีผู้ตั้งคำถามว่า ถึงเวลาแล้วหรือยังที่จะ ให้อาคารที่สร้างใหม่มีระบบเครือข่ายสายสัญญาณด้วยเส้นใยแก้วนำแสงหากพิจารณาให้ดีพบว่า เวลานั้นได้มาถึงแล้ว ปัจจุบันราคาของเส้นใยแก้วนำแสงที่เดินในอาคารมีราคาใกล้เคียงกับสายยูทีพีแบบเกรดที่ดี เช่น แคต 5 ขณะเดียวกันสายเส้นใยแก้ว นำแสงให้ประสิทธิภาพสูงกว่ามาก และรองรับการใช้งานในอนาคตได้มากกว่า
สายยูทีพีแบบแคต 5 รองรับความเร็วสัญญาณได้ 100 เมกะบิตต่อวินาที และมีข้อจำกัดในเรื่องความยาวเพียง 100 เมตร ขณะที่เส้นใยแก้วนำแสงรองรับความถี่สัญญาณได้ หลายร้อยเมกะเฮิรตซ์ และยังใช้ได้กับความยาวถึง 2,000 เมตร การพัฒนาในเรื่องต่าง ๆ ของเส้นใยแก้วนำแสงได้ก้าวมาถึงจุดที่จะนำมาใช้กันอย่างกว้างขวางแล้ว
บทความนี้จึงขอนำเสนอเพื่อแสดงให้เห็นว่า เส้นใยแก้วนำแสงมีจุดเด่นอย่างไร มีแนวโน้มการใช้งานด้านใดบ้าง และที่สำคัญคือจะเป็นข้อมูลสำหรับการศึกษาและทำความเข้าใจ กับเส้นใยแก้วนำแสง เพื่อว่าจะได้เห็นข้อดีข้อเสีย รวมถึงแนวทางการนำมาประยุกต์ให้คุ้มค่า โดยเฉพาะการมองแนวทางของเทคโนโลยีในระยะไกล
จุดเด่นของเส้นใยแก้วนำแสงมีหลายประการ โดยเฉพาะจุดที่ได้เปรียบสายตัวนำทองแดง ที่จะนำมาใช้แทนตัวนำทองแดง จุดเด่นเหล่านี้มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง และดีขึ้น เรื่อย ๆ ซึ่งประกอบด้วย
เส้นใยแก้วนำแสงที่เป็นแท่งแก้วขนาดเล็ก มีการโค้งงอได้ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใช้กันมากคือ 62.5/125 ไมโครเมตร เส้นใยแก้วนำแสงขนาดนี้เป็นสายที่นำมาใช้ภายใน อาคารทั่วไป เมื่อใช้กับคลื่นแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้มากกว่า 160 เมกะเฮิรตซ์ ที่ความยาว 1 กิโลเมตร และถ้าใช้ความยาวคลื่น 1,300 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้กว่า 500 นาโนเมตร ที่ความยาว 1 กิโลเมตร และถ้าลดความยาวลงเหลือ 100 เมตร จะใช้กับความถี่ของสัญญาณมากกว่า 1 กิกะเฮิรตซ์ได้ ดังนั้นจึงดีกว่า สายยูทีพีแบบแคต 5 ที่ใช้กับสัญญาณได้ 100 เมกะเฮิรตซ์
เส้นใยแก้วนำแสงมีคุณสมบัติในเชิงการให้แสงวิ่งผ่านได้ การบั่นทอนแสงมีค่าค่อนข้างต่ำ ตามมาตรฐานของเส้นใยแก้วนำแสง การใช้เส้นสัญญาณนำแสงนี้ใช้ได้ยาวถึง 2,000 เมตร หากระยะทางเกินกว่า 2,000 เมตร ต้องใช้รีพีตเตอร์ทุก ๆ 2,000 เมตร การสูญเสียในเรื่องสัญญาณจึงต่ำกว่าสายตัวนำทองแดงมาก ที่สายตัวนำทองแดงมีข้อ กำหนดระยะทางเพียง 100 เมตร
หากพิจารณาในแง่ความถี่ที่ใช้ ผลตอบสนองทางความถี่มีผลต่อกำลังสูญเสียโดยเฉพาะในลวดตัวนำทองแดง เมื่อใช้เป็นสายสัญญาณ คุณสมบัติของสายตัวนำทองแดงจะ เปลี่ยนแปลงเมื่อใช้ความถี่ต่างกัน โดยเฉพาะเมื่อใช้ความถี่ของสัญญาณที่ส่งในตัวนำทองแดงสูงขึ้น อัตราการสูญเสียก็จะมากตามแต่กรณีของเส้นใยแก้วนำแสงเราใช้สัญญาณ รับส่งข้อมูล จึงไม่มีผลกับกำลังสูญเสียทางแสง
ปัญหาที่สำคัญของสายสัญญาณแบบทองแดงคือการเหนี่ยสนำ โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปัญหานี้มีมาก ตั้งแต่เรื่องการรบกวนระหว่างตัวนำหรือเรียกว่าครอสทอร์ค การไม่ แมตช์พอดีทางอิมพีแดนซ์ ทำให้มีคลื่นสะท้อนกลับ การรบกวนจากปัจจัยภายนอกที่เรียกว่า EMI ปัญหาเหล่านี้สร้างให้ผู้ใช้ต้องหมั่นดูแล
แต่สำหรับเส้นใยแก้วนำแสงแล้วปัญหาเรื่องเหล่านี้จะไม่มี เพราะแสงเป็นพลังงานที่มีพลังงานเฉพาะและไม่ถูกรบกวนโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การเดินทางในเส้นแก้วก็ปราศจาก การรบกวนของแสงจากภายนอก
เส้นใยแก้วนำแสงมีน้ำหนักเบากว่าเส้นลวดตัวนำทองแดง น้ำหนักของเส้นใยแก้วนำแสงขนาด 2 แกนที่ใช้ทั่วไปมีน้ำหนักเพียงประมาณ 20 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของสายยูทีพี แบบแคต 5
เส้นใยแก้วนำแสงมีขนาดทางภาคตัดขวางแล้วเล็กกว่าลวดทองแดงมาก ขนาดของเส้นใยแก้วนำแสงเมื่อรวมวัสดุหุ้มแล้วมีขนาดเล็กกว่าสายยูทีพี โดยขนาดของสายใยแก้วนี้ใช้ พื้นที่ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ของเส้นลวดยูทีพีแบบแคต 5
การใช้เส้นใยแก้วนำแสงมีลักษณะใช้แสงเดินทางในข่าย จึงยากที่จะทำการแท๊ปหรือทำการดักฟังข้อมูล
การที่เส้นใยแก้วนำแสงเป็นฉนวนทั้งหมด จึงไม่นำกระแสไฟฟ้า การลัดวงจร การเกิดอันตรายจากกระแสไฟฟ้าจึงไม่เกิดขึ้น
แต่เดิมเส้นใยแก้วนำแสงมีใช้เฉพาะในโครงการใหญ่ หรือใช้เป็นเครือข่ายแบบแบ็กโบน เทคโนโลยีเกี่ยวกับเส้นใยแก้วนำแสงก็ยังไม่เป็นที่เปิดเผยมากนัก ทำให้เกิดความเข้าใจผิด บางประการเกี่ยวกับคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้งาน
ด้วยความคิดที่ว่า "แก้วแตกหักได้ง่าย" ความคิดนี้จึงเกิดขึ้นกับเส้นใยแก้วด้วย เพราะวัสดุที่ทำเป็นแก้ว ความเป็นจริงแล้วเส้นใยแก้วมีความแข็งแรงและทนทานสูงมาก การออกแบบใยแก้วมีเส้นใยห้อมล้อมไว้ ทำให้ทนแรงกระแทก นอกจากนี้แรงดึงในเส้นใยแก้วยังมีความทนทานสูงกว่าสายยูทีพี หากเปรียบเทียบเส้นใยแก้วกับสายยูทีพีแล้วจะ พบว่า ข้อกำหนดของสายยูทีพีแล้วจะพบว่า ข้อกำหนดของสายยูทีพีมีคุณสมบัติหลายอย่างต่ำกว่าเส้นใยแก้ว เช่น การดึงสาย การหักเลี้ยว เพราะลักษณะคุณสมบัติทางไฟฟ้า ที่ความถี่สูงเปลี่ยนแปลงได้ง่ายกว่า
จุดเด่นของเส้นใยแก้วนำแสงมีหลายประการ โดยเฉพาะจุดที่ได้เปรียบสายตัวนำทองแดง ที่จะนำมาใช้แทนตัวนำทองแดง จุดเด่นเหล่านี้มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง และดีขึ้น เรื่อย ๆ ซึ่งประกอบด้วย
ความสามารถในการรับส่งข้อมูลข่าวสาร
เส้นใยแก้วนำแสงที่เป็นแท่งแก้วขนาดเล็ก มีการโค้งงอได้ ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใช้กันมากคือ 62.5/125 ไมโครเมตร เส้นใยแก้วนำแสงขนาดนี้เป็นสายที่นำมาใช้ภายใน อาคารทั่วไป เมื่อใช้กับคลื่นแสงความยาวคลื่น 850 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้มากกว่า 160 เมกะเฮิรตซ์ ที่ความยาว 1 กิโลเมตร และถ้าใช้ความยาวคลื่น 1,300 นาโนเมตร จะส่งสัญญาณได้กว่า 500 นาโนเมตร ที่ความยาว 1 กิโลเมตร และถ้าลดความยาวลงเหลือ 100 เมตร จะใช้กับความถี่ของสัญญาณมากกว่า 1 กิกะเฮิรตซ์ได้ ดังนั้นจึงดีกว่า สายยูทีพีแบบแคต 5 ที่ใช้กับสัญญาณได้ 100 เมกะเฮิรตซ์
กำลังสูญเสียต่ำ
เส้นใยแก้วนำแสงมีคุณสมบัติในเชิงการให้แสงวิ่งผ่านได้ การบั่นทอนแสงมีค่าค่อนข้างต่ำ ตามมาตรฐานของเส้นใยแก้วนำแสง การใช้เส้นสัญญาณนำแสงนี้ใช้ได้ยาวถึง 2,000 เมตร หากระยะทางเกินกว่า 2,000 เมตร ต้องใช้รีพีตเตอร์ทุก ๆ 2,000 เมตร การสูญเสียในเรื่องสัญญาณจึงต่ำกว่าสายตัวนำทองแดงมาก ที่สายตัวนำทองแดงมีข้อ กำหนดระยะทางเพียง 100 เมตรหากพิจารณาในแง่ความถี่ที่ใช้ ผลตอบสนองทางความถี่มีผลต่อกำลังสูญเสียโดยเฉพาะในลวดตัวนำทองแดง เมื่อใช้เป็นสายสัญญาณ คุณสมบัติของสายตัวนำทองแดงจะ เปลี่ยนแปลงเมื่อใช้ความถี่ต่างกัน โดยเฉพาะเมื่อใช้ความถี่ของสัญญาณที่ส่งในตัวนำทองแดงสูงขึ้น อัตราการสูญเสียก็จะมากตามแต่กรณีของเส้นใยแก้วนำแสงเราใช้สัญญาณ รับส่งข้อมูล จึงไม่มีผลกับกำลังสูญเสียทางแสง
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สามารถรบกวนได้
ปัญหาที่สำคัญของสายสัญญาณแบบทองแดงคือการเหนี่ยสนำ โดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปัญหานี้มีมาก ตั้งแต่เรื่องการรบกวนระหว่างตัวนำหรือเรียกว่าครอสทอร์ค การไม่ แมตช์พอดีทางอิมพีแดนซ์ ทำให้มีคลื่นสะท้อนกลับ การรบกวนจากปัจจัยภายนอกที่เรียกว่า EMI ปัญหาเหล่านี้สร้างให้ผู้ใช้ต้องหมั่นดูแลแต่สำหรับเส้นใยแก้วนำแสงแล้วปัญหาเรื่องเหล่านี้จะไม่มี เพราะแสงเป็นพลังงานที่มีพลังงานเฉพาะและไม่ถูกรบกวนโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การเดินทางในเส้นแก้วก็ปราศจาก การรบกวนของแสงจากภายนอก
น้ำหนักเบา
เส้นใยแก้วนำแสงมีน้ำหนักเบากว่าเส้นลวดตัวนำทองแดง น้ำหนักของเส้นใยแก้วนำแสงขนาด 2 แกนที่ใช้ทั่วไปมีน้ำหนักเพียงประมาณ 20 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของสายยูทีพี แบบแคต 5
ขนาดเล็ก
เส้นใยแก้วนำแสงมีขนาดทางภาคตัดขวางแล้วเล็กกว่าลวดทองแดงมาก ขนาดของเส้นใยแก้วนำแสงเมื่อรวมวัสดุหุ้มแล้วมีขนาดเล็กกว่าสายยูทีพี โดยขนาดของสายใยแก้วนี้ใช้ พื้นที่ประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ของเส้นลวดยูทีพีแบบแคต 5
มีความปลอดภัยในเรื่องข้อมูลสูงกว่า
การใช้เส้นใยแก้วนำแสงมีลักษณะใช้แสงเดินทางในข่าย จึงยากที่จะทำการแท๊ปหรือทำการดักฟังข้อมูล
มีความปลอดภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน
การที่เส้นใยแก้วนำแสงเป็นฉนวนทั้งหมด จึงไม่นำกระแสไฟฟ้า การลัดวงจร การเกิดอันตรายจากกระแสไฟฟ้าจึงไม่เกิดขึ้น
ความเข้าใจผิดบางประการ
แต่เดิมเส้นใยแก้วนำแสงมีใช้เฉพาะในโครงการใหญ่ หรือใช้เป็นเครือข่ายแบบแบ็กโบน เทคโนโลยีเกี่ยวกับเส้นใยแก้วนำแสงก็ยังไม่เป็นที่เปิดเผยมากนัก ทำให้เกิดความเข้าใจผิด บางประการเกี่ยวกับคุณสมบัติและการประยุกต์ใช้งาน
แตกหักได้ง่าย
ด้วยความคิดที่ว่า "แก้วแตกหักได้ง่าย" ความคิดนี้จึงเกิดขึ้นกับเส้นใยแก้วด้วย เพราะวัสดุที่ทำเป็นแก้ว ความเป็นจริงแล้วเส้นใยแก้วมีความแข็งแรงและทนทานสูงมาก การออกแบบใยแก้วมีเส้นใยห้อมล้อมไว้ ทำให้ทนแรงกระแทก นอกจากนี้แรงดึงในเส้นใยแก้วยังมีความทนทานสูงกว่าสายยูทีพี หากเปรียบเทียบเส้นใยแก้วกับสายยูทีพีแล้วจะ พบว่า ข้อกำหนดของสายยูทีพีแล้วจะพบว่า ข้อกำหนดของสายยูทีพีมีคุณสมบัติหลายอย่างต่ำกว่าเส้นใยแก้ว เช่น การดึงสาย การหักเลี้ยว เพราะลักษณะคุณสมบัติทางไฟฟ้า ที่ความถี่สูงเปลี่ยนแปลงได้ง่ายกว่า
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น